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【摘要】本文針對非熱工類專業熱工基礎課程在教學中存在的學時少，內容多，學生學習困難等問題，依據高等教育的背景，工程教育的要求，結合筆者自身教學的經驗，提出了適時更新教學理念，合理取舍教學內容，努力豐富課堂的教學建議，以供教學參考，旨在提高少學時課程的學時有效利用率，促進教學相長。
一、前言
熱工基礎課程是高等院校工程類專業的重要基礎課程，重點講授熱功轉換、熱能的有效利用和熱量傳遞規律，涉及到工程熱力學和傳熱學兩門課程，主要開課對象為高等院校工程類非熱工專業的學生。隨著工程教育認證的推進，為滿足工程教育認證的標準，熱工基礎課程正逐步進入各專業的課程體系，以浙江理工大學為例，熱工基礎課是機械類專業的工程技術類公共基礎課，機械電子工程專業將流體力學和熱工基礎作為認證推薦選修課。開課的專業面擴大了，但對非熱工專業來說，對熱工基礎課開設的學時均相對較少，仍然以浙江理工大學為例，機械類專業熱工基礎課學時是32學時，機電專業將流體力學，工程熱力學和傳熱學合并為流體力學和熱工基礎，總學時是32學時，其中，熱工部分僅為16學時。眾所周知，熱工基礎課是一門概念多，公式雜，理論性強，應用又復雜的課程，非熱工專業的學生普遍反應學習困難，甚至有的學生理解概念都很吃力。如何在少學時條件下，高質量的完成熱工基礎課程的教學任務，同時保證良好的教學質量和教學效果，是任課教師普遍面對的問題。筆者結合自身近年來的教學經驗和體會，在教學理念和教學方法上進行了研究和積極探索，努力形成非熱工專業學生接受的授課模式，從而改善教學效果，提高學生的學習興趣，同時樹立節能和環保意識，這也是工程教育認證標準中對學生畢業的要求的條件之一。
二、少學時熱工基礎課程的主要教學問題
少學時熱工基礎課程主要針對非熱工類專業學生，對學生來說最突出的問題是沒有專業背景，這就是所說的“隔行如隔山”的問題，有些概念對熱工類專業的學生來說“一聽就懂，一點就通”，而對非熱工類專業的學生來說則非常抽象，甚至前所未聞，他們在大學物理里獲得的熱力學知識儲備尚不足以支撐他們理解和對復雜的熱力過程進行計算，如果涉及到實際的工程技術問題聯系起來（熱工基礎應用部分），學生就更顯得力不從心，再加上課堂進度快，如果學生不能保證課堂上跟上老師的節奏，課后做作業自然也會有困難，因而出現不想學，或者想學學不會等問題。對教師來說，少學時課程學時是少了，但是教學任務并沒有少，而且由于在工程認證的背景下，對學生掌握知識以及運用知識的能力提出了更高的要求，在這種情況下，如何在有限的學時內，避免為了完成教學任務而機械的灌輸，做到即傳授必要的理論知識，又培養學生的應用能力，也是對教師教學能力的一種全新的挑戰。
三、關于上好少學時熱工基礎課的思考
1.與時俱進，更新少學時課程的教學理念
據統計，2018年，我國各類高等教育在學總規模達到3833萬人，高等教育的毛入學率為48.1%，根據馬丁•特羅的高等教育發展階段理論，我國高等教育已經進入大眾化階段（15%-50%），作為教育核心功能的教學的要求和特色也隨之改變，高等院校的很多教學理念發生了很大的變化，教學更趨于單元化，以半結構化的課程序列為特征。因此，對非熱工專業的學生在講授熱工基礎課程時，不必強調理論的完整性，即對于教學內容中的一些較為繁瑣復雜的推導可以略講或不講，同時應加強實際應用的例題，例如，在講解穩態導熱和非穩態導熱問題時，對于非熱工專業的學生，不需要學生掌握完整的理論結構，只要學生能夠掌握理論和公式對實際的指導作用，因此，可以直接給出直接坐標下，常物性，含內熱源的三維非穩態導熱導熱微分方程：通過對方程的直觀分析，使學生獲得穩態導熱微分方程，常物性，含/無內熱源一維穩態和非穩態導熱微分方程，然后再進一步引導學生通過高等數學變換獲得其他形狀幾何體的導熱微分方程及其定解條件。這樣的講授即節省了課堂時間，有引導啟發學生主動思考，體會到高等數學知識在專業課上的應用。
2.統籌規劃，合理取舍教學內容
在少學時條件下，要求最大限度的提高教學效率，熱工基礎課一般是在大三的第一學期開課，對于非熱工專業的學生來說，此時已有了高等數學，大學物理，工程化學（部分學生）等知識基礎，學生已經掌握了坐標變化，微分方程的求解等數學知識以及氣體分子動理論，熱力學第一、二定律，卡諾循環、熵增原理等簡單的熱力學基礎，對于這部分出現在熱工基礎教材里的內容，教師一定不能再占用課上的學時進行講解，可以采取布置學生課前預習的方式，通過預習，復習已有的知識基礎，并了解在專業課上需要加深和拓展的知識及其工程應用，這樣教師在授課的時候就可以把更多的學時分配給新增知識的重點和難點，從而回避了重復授課和無主次的授課，這就要求教師系統的熟悉授課對象培養方案和教學計劃以及完整的知識體系，熟悉教材的基本內容，以此為依據合理取舍教學內容，制定本課程教學大綱和教案。
3.結合實際和研究熱點，努力豐富課堂
調查顯示，“00后”大學生的思維更加靈活、追求創新，價值取向更加多元、實用主義傾向明顯,自我意識更強,對權威的服從更弱，面對這樣的學生群體，灌輸的教學模式確實不能再吸引學生，這就要求教師不但要能夠講述知識，還要具備激發學生學習動機，喚起學生求知欲望的能力。比如，在講授壓氣機的能量轉換問題時，布置學生課前自主參觀實驗設備，觀察氣缸外殼的結構設計，讓學生考慮為什么利用人力打氣筒為車胎打氣時用濕布包裹氣筒的下部，是否會發現打氣時輕松了一點？為什么壓氣機氣缸常以水冷卻或氣缸上裝有肋片？這些日常生活中的問題常常吸引學生主動去探討問題和答案。豐富課堂，還需要教師不斷跟蹤學科學術動態，了解新觀點，掌握新信息，以不斷更新的知識，吸引學生。比如在講壓縮機的工作原理時，列舉了海爾的太陽能疫苗冰箱在“一帶一路”沿線國家的應用，不但使學生學習了壓縮機的知識，還了解了光伏材料，同時也將“思政”帶入了課堂，使學生體會到國家科技對“一帶一路”沿線國家的貢獻。汽油機和柴油機的工作循環過程截圖豐富課堂內容還體現在選用精美的課件上，比如，在講授內燃機的循環過程時，采用了動畫的課件，學生通過動畫可以清楚的理解汽油機和柴油機的工作過程，同時能直接觀察到汽油機和采油機的不同之處，實際教學效果表明學生對動畫課件的反應活躍度更高。課堂內容越豐富，學生參與的興趣越盎然，同時，教師也能夠從師生互動中收獲職業的幸福感，“教學相長”則自然產生。
四、結論
面向非熱工專業的少學時熱工基礎課程，在學時總量（16或32）較少的情況下，要完成以前64學時（工程熱力學和傳熱學各32個學時）的教學內容，難度非常大，作為任課教師，必須更新培養理念，并根據培養方案的要求，合理取舍教學內容，通過豐富課堂內容，提高學生學習興趣和自主學習的能力提高學習效率，圓滿完成教學活動，并取得“教學相長”的效果。
作者:王艷萍 李昳 林哲 李曉俊 單位:浙江理工大學機械與自動控制學院